国外油气技术研发动态简报11 12(终稿)

国外油气技术研发动态简报1112(终稿)国外油气技术研发动态简报1112(终稿)1/25PAGE1国外油气技术研发动态简报1112(终稿)国外油气技术研发动态简报1112(终稿)国外油气技术研发动态（供领导参考）中国石油集团科技管理部主办2011年第12期（总第92期）中国石油经济技术研究院201目录科研要闻《世界石油》杂志发布2011年世界石油奖…………1阿拉斯加北坡油田即将测试新型甲烷水合物开采技术…………3CGGVeritas新船在北海重要探区进行宽频3D地震采集…………4研发动态美国能源部资助超深水钻井研发项目…………………4艾默生公司最新生产管理系统提升智能油田生产水平……………6壳牌惠普联手研发的超级传感器通过测试……7微地震成像技术进展大幅度提高储层改造体积估算的准确性…………8LWD方位伽马测井优化甜点探测……8发展前景广阔的分布式声波传感技术…………9专题报道新型钻井液技术进展……………10行业视点美国评估老油田提高原油采收率潜力…………14主编：刘嘉地址：北京市西城区六铺炕街6号邮编：100724电子信箱：liujia@电话62065199PAGEPAGE23科研要闻◆《世界石油》杂志发布2011年世界石油奖最近，由美国《世界石油》杂志评选的2011年“世界石油奖”揭晓。经过三个多月的严格筛选，由10名业界知名专家组成的“世界石油奖”顾问委员会评出本届16项“世界石油奖”：1.最佳完井技术奖—哈里伯顿公司的CobraMaxDM技术CobraMaxDM技术是连续管压裂、水力喷射射孔和井下流体混合三项技术的组合，实现了从常规方法到多层增产作业的跨越。该项技术可以确保每个层段都能获得设定量的支撑剂，支撑剂分布更加均匀，有效提高了射孔段的完井效率，同时在应急处理、灵活性设计、流体导流和提高时效等方面均起到了良好的作用。2.最佳数据管理及应用解决方案奖—贝克休斯公司的Vision网络监控系统Vision网络监控系统是一种可视化协作工具，利用模糊逻辑分析数据流，在重大问题出现之前就可以诊断出气锁、油管堵塞及磨损程度等泵工况。该系统可以提供优良的作业数据，优化电潜泵系统，并优化使用工程资源，延长电潜泵寿命，提高产量，加速投资回收。3.最佳深水技术奖—MFC技术公司的MFC高温高压增强型垂直深水采油装置FMC公司的MFC高温高压增强型垂直深水采油装置首次实现了177摄氏度、1.5万磅/平方英寸井口关闭压力下的深水勘探和生产。应用MFC独特的流动模块，可以通过改变节流阀的位置将这种海底采油装置从生产系统转变为注入系统。系统安装灵活，节约成本，具有多种作业选择。4.最佳钻井技术奖—贝克休斯的AutoTrak井底钻具组合和史密斯钻头公司的Spear页岩优化钢体PDC钻头AutoTrak弯曲井底钻具组合旋转导向工具具有易于操纵、可靠性高等特点，用于以前只能使用弯外壳马达组合才能钻的井中，无需提钻改变马达弯角，大大节省了钻井时间，从而有效提高机械钻速，同时改善井眼质量。Spear钻头为满足特定地区的钻井需要而设计，用于Marcellus页岩钻井中的成本控制，最大化地提高钻井效率和性能。5.最佳钻完井液奖—M-ISwaco公司的EnvirothermNT水基钻井液耐高压高温EnvirothermNT水基钻井液在极端密度和温度条件下可以抑制页岩膨胀并防止污染，从而减少井眼问题。在钻井、测井、测试等作业期间该钻井液的流动性质保持稳定，其稳定的流变性得益于添加的低反应活性固相和热稳定无铬添加剂。低反应活性固相可降低温度升高对钻井液密度的影响。抗高温聚合材料替代膨润土，起到稳定钻井液粘度和胶凝强度的作用。从而减少了由于粘土在高温下的絮凝反应造成的化学污染。一家大型作业公司在匈牙利钻高温高压致密气井时使用了该钻井液，耐温达232摄氏度。6.最佳勘探技术奖—斯伦贝谢公司的多频介电扫描测井仪多频介电扫描仪器可以精确测量含水孔隙度和残余油饱和度，结果不受水矿化度和岩性影响。介电扫描测井仪器可以采集到只能通过昂贵的岩心实验分析才能获得的地层参数，结果与岩心分析结果非常一致。7.最佳海上健康、安全、环境/可持续发展奖—威德福公司的SeaHawk海底监测系统SeaHawk海底监测系统提供海底设备的高质量视频和静态图片，有助于实时了解生产设备状况，及时监测油气泄漏。与其他探测仪器（如声波泄漏探测器和点源传感器）结合，可以发挥更大效用。8.最佳陆上健康、安全、环境/可持续发展奖—哈里伯顿公司的CleanSuite技术CleanSuite作为一个前瞻性技术，在页岩气、致密气和煤层气等非常规资源开发的环保方面已经产生了非常好的效果。CleanSuite项目的目的在于推广并帮助确保水力压裂的可行性，特别是在高密度人口集聚区，已经开发出一系列清洁的力学方法和相关的化学剂。9.最佳生产化学品奖—沙特阿美石油公司的新型控水缓凝剂石油工业每年花费在产出水处理上的费用高达400多亿美元。聚合物凝胶被广泛用作经济有效地减少产水量的方法，这些材料以聚合物和交联剂为基础，在地面混合后注入目的层，形成凝胶。10.最佳生产技术奖—贝克休斯公司的超高温SAGD电潜泵系统超高温SAGD电潜泵系统是世界上第一个用于蒸汽辅助重力驱井的超高温电潜泵系统，工作温度可以达到250摄氏度，远远高于常规系统，有助于提高产量和采收率，提高投资回报率。11.最佳可视化与协作奖—MC技术公司的FMC全油田动态模拟器深水和超深水海底系统的测试和评价具有很大挑战性，海上活动参数的建模、模拟和可视化有助于解决此类难题。通过在视觉丰富的3D环境对某项任务进行多方面描绘，使海上活动可视化。这种模拟器可以对地理坐标系、数据和详细的动态3D模型进行模拟，提前预测项目的风险。12.最佳修井技术奖—哈里伯顿公司的无钻机电缆二次完井解决方案无钻机电缆二次完井解决方案中，哈里伯顿公司开发并部署了过油管电缆封堵二次完井非爆炸解决方案，无需修井机，大幅降低成本，为边际井提供了经济的二次完井解决方案。13.创新思想家奖—微震公司的PeterDuncan博士PeterDuncan博士在多伦多大学获博士学位，是微震公司的创始人，创建了用电磁能量进行地球探测的新方法，对地球物理学和3D地震技术领域的贡献为业界所公认。14.最佳拓展项目奖—FMC技术公司与休斯敦大学：UH海底认证项目FMC和休斯敦大学推出了UH海底认证项目，目的是培养技术人才和技术领导，以应对海底油田开发中不断出现的各种挑战。FMC技术公司和休斯敦大学将建立一个海底工程项目的全球大学网络，便于各研究单位之间的课程分享和学分转移。15.新视野奖—贝克休斯公司的井下封隔器和光纤湿式连接系统贝克休斯公司在壳牌研究与勘探公司科研人员的协作下，完成了井下封隔器和光纤湿式连接系统，为将光纤监测融入防砂完井和其他完井设备提供了有效手段。16.终身成就奖—FrankCasingCrew公司的DonaldMosing先生DonaldMosing先生1944年开始在套管公司工作，1947年推出垂直可调电动井架工操作台的概念，60年代末和70年代初在公司内成立了套管部，随后又创建了工程部，其创新产品获得40多项专利。1988年，成为公司总裁，并推出一系列新技术。（编译：朱桂清、李万平）◆阿拉斯加北坡油田即将测试新型甲烷水合物开采技术日前，美国能源部（DOE）、日本国家石油天然气暨金属公司、康菲石油公司达成了合作协议，将在阿拉斯加北坡油田测试从甲烷水合物中生产甲烷的创新技术。甲烷水合物主要存在于北极永冻土和1500英尺以下的海底大陆架，业内许多专家认为，甲烷水合物是一种储量丰富的未来潜在能源。DOE早在20年前已经开始研究甲烷水合物的资源潜力和开发技术。2008年DOE与日本政府主管贸易的经济产业省（METI）发表了一份共同开发甲烷水合物的联合声明，并在2011年延长了合作期限，此次合作也是在联合声明的原则下进行。美国和日本将测试新型甲烷水合物开发技术视为国家战略的一部分，评估其对于甲烷水合物储层的适应性，从而为未来可能的长期测试提供重要的数据信息。现场测试将在普拉德霍湾IġnikSikumi地区（依奴皮维克文，意为“冰之火”）的甲烷水合物生产井中进行，全套井中测试仪器均由康菲石油公司和DOE化石能源局国家能源技术实验室提供，并于2011年早期安装完毕。测试计划于2012年1月到3月进行，持续作业时间约为100天，包括两项主要任务：首先将对一项新型水合物生产技术进行测试，包括将CO2注入到甲烷水合物砂岩储层中，替换出甲烷水合物晶格中的甲烷分子，从而释放出甲烷气体，并将CO2永久埋存在地层中。之前康菲石油公司与其研究伙伴在室内条件下应用这项技术获得了成功，此次现场试验将对其进行进一步检验。然后，将对一项称为“减压开采”的甲烷水合物开发技术进行为期1个月的评估测试。通过抽汲井筒中的流体来降低井底压力，使得甲烷水合物分解为甲烷气体和水。早在2008年日本与加拿大合作在加拿大西北地区对该技术进行了为期1周的测试，证明此项技术是切实可行的。（翻译：王世朝编审：张华珍）◆CGGVeritas新船在北海重要探区进行宽频3D地震采集2011年10月，CGGVeritas研发的第二个双X-船艏高端地震船“天狼星”号交付使用，该船可拖20条控制拖缆，具有挪威船级社的清洁认证和绿色通行证，是一条符合环保要求的地震船。该船配备了Sercel公司的Sentinel固体拖缆及Nautilus拖缆控制系统，利用BroadSeis方案采集宽频地震数据。作为全世界最先进的大功率地震船，天狼星号能够采集高品质的地震数据，并符合最高的环保标准，同时缩短作业时间。其操作效率即使不超过性能杰出的织女星号地震船，至少与之相当。2011年11月，该船首次在北海Avaldsnes油田为伦丁（Lundin）石油公司进行三维BroadSeis宽频数据采集。BroadSeis宽频海上拖缆方案能够提高地震数据分辨率与成像质量，同时为了获得更加规则的采样，此次勘探中还采用了专有的DoveTail采集与处理方案。Avaldsnes油田是挪威在北海的重要探区，具有广阔的勘探前景，据预测将成为挪威第三大油田。为此，CGGVeritas公司提供了高端的勘探设备与先进的技术。宽频采集技术代表着海上拖缆采集的一个跨越性进步，其在Luno探区进行的二维BroadSeis宽频采集测试效果显著，因此此次将选择在Avaldsnes油田进行三维BroadSeis宽频采集。CGGVeritas公司认为，天狼星号地震船进行宽频3D地震数据采集代表着当今业界的最好水平，能够提供高品质海上拖缆地震数据。（翻译：王万里编审：李晓光）研发动态◆美国能源部资助超深水钻井研发项目墨西哥湾漏油事故后，美国更加重视深水作业安全，并为此采取了一系列措施。包括加强审查并更加慎重地颁发深水钻井许可证、实行更为严格的作业标准、强化深水钻井应急措施等。除此之外，美国政府还欲通过投资研发的手段，提升深水作业技术水平，提升安全级别。2011年11月22日，美国能源部（DOE）宣布资助了六个以减少超深水钻井风险和环境保护为目的的油气研发项目。这些项目隶属于能源部“超深水和非常规天然气及其他石油资源”计划，总经费2640万美元，平均周期3年。其中DOE投资960万美元，研发单位承担1680万美元。研发内容包括通过改进固井、连续管修井、流量控制等技术手段预防不可控的油流，通过水下机器人进行3D激光成像进行监测与检查，通过特殊管道间接测量多相流，更有效的全电动深水安全系统，以及海洋设施的优化设计等。具体研发项目包括：Letton-Hall集团—超深水环境多相流测量研究。该项目将通过改进液流测量能力降低海底设备发生不可控流体泄漏的风险。将开发出一种海底多相流测量技术，在特定位置安装开放式的导管，在导管周围安装一种测量工具，通过间接传感器测量流经导管液流的数据，从而估测周围油、气、海水的流速。这种估测虽不能完全控制超深水中的泄漏事故，但在独立海底井上运用该技术连续不断地测量数据，可以更好地评估井况，提高深水油气藏的开采效率。此项目DOE投资325万美元，公司承担81万美元，研发周期为两年。Nautilus国际公司—经济型船载连续管钻井和修井系统。该项目的目标是结合Nautilus国际公司创新的修井隔水管+双闸板防喷器+连续管服务的设计，在现有海上支持船的基础上开发一套经济的船载连续管钻井和修井系统，用于检查、修复、维护海底井。此项目DOE投资125万美元，公司承担146万美元，研发周期3年。院校联合项目—北大西洋及墨西哥湾地区大气研究。该项目将研究北大西洋飓风活动对气候变化的影响，目的是减少飓风对环境的影响，增加对飓风严重程度的了解以及设计可替换的海洋作业系统。此项目DOE投资144万美元，院校承担36万美元，研发周期3年。LockheedMartin公司—水下机器人（AUV）3D激光检测技术研究。该项目将研究使用水下机器人进行3D激光检测。LockheedMartin公司的研究人员将使用先进的自主式传感器进行海底构造的检测，该方法比远程操控的机器人更加有效，由于减少了大型地面支持设备，由此节省地面空间75%。该项目完成时，将对AUV激光检测和测距系统进行海洋现场测试并进行商业化应用。该项目DOE资助165万美元，公司承担41万美元。研发周期为2年。Granherne公司—全电动一体式自动化海底压力保护系统（HIPPS）的研制。该项目的目标是提升HIPPS系统的成熟度，并推动其投入应用，以增强海底回接系统的安全性。由于新系统是全电动系统，相比液压系统可以做出瞬时调整。该系统可帮助提高作业安全性以及边际地区的环境保护，尤其适用于必须通过海底井来开发的高压地层。研究成果将为一套可运行的全电动HIPPS系统的设计方案。该项目DOE投资120万美元，公司承担30万美元，研发周期2年半。CSI科技公司—反循环固井技术（RCPC）。反循环固井技术是一种革新的固井技术，可解决常规固井操作候凝时间长、当量循环密度要求高、水泥浆配方复杂等问题。该项目将通过研发RCPC技术，并推动该技术的示范和实施，减少注水泥操作中的漏失。研究人员将评估RCPC技术减少深水井循环压耗的能力，并提出具体需求技术以及实施方案。该项目DOE投资88万美元，公司承担26.8万美元，研发为周期2年。（编译：郭晓霞）◆艾默生公司最新生产管理系统提升智能油田生产水平艾默生公司位于美国密苏里州圣路易斯，公司擅长将技术与工程相结合,为工业、商业和消费市场的客户提供创新解决方案。近日，艾默生旗下过程管理公司发布了最新版本生产管理系统：RoxarFieldwatch3.0，该系统在防砂防腐蚀方面具有新的智能油藏管理特性，可以为采油和油藏工程师提供重要的生产数据，从而改善开发效果。目前的腐蚀探测器由于温度、生产制度变化和电磁干扰等原因，每年会发出数以千计的错误报警。为了解决这个问题，Fieldwatch3.0软件附带了创新性的智能报警软件，引入了新的筛选及温度补偿算法，同时附带了信号稳定和趋势分析软件，用来评估每一个砂粒腐蚀测量信号的可信度，从而大幅度减少腐蚀探测器错误报警的次数。通过北海油田的历史数据对该软件的测试结果表明，不仅剔除了99%的错误报警次数，而且保留了100%的真实报警信号。Fieldwatch软件具有一系列新特性：包含有一系列的定制模块，涉及流动保障、出砂和腐蚀及虚拟流量计量等，其模块化结构可以更加便捷地进行远程接入，用户可以获得更详细的数据和诊断信息；可以从众多的传感器和仪器中收集和监控数据，并进行分析和可视化，使作业公司更加全面地掌握油藏及生产系统运行情况；在易用性方面有诸多改进，如新的筛选和搜索功能，借此用户可以筛除压力及井身结构信息，从而更快速找到最近查看过的条目；可以在生产系统中不易安装物理传感器的位置安装虚拟腐蚀传感器，例如：监控弯管、三通管、异径接头等位置，通过虚拟腐蚀模型可以计算重要的生产信息。艾默生过程管理公司Fieldwatch软件套件执行总裁RuneSørhus认为，Fieldwatch3.0促使生产管理更加智能化，并且为采油和油藏工程师提供了必要的工具和数据，方便做出更加英明的决策。Fieldwatch软件的这些新特性，不仅有助于应对由来已久的出砂和腐蚀威胁，并能在计量、产量分配以及节流器设置方面为采油和油藏工程师提供至关重要的改进信息。应用此软件将会使油藏管理及开发过程更加智能化，将数据转换为智能、易用的信息并提高产量。（翻译：王世朝编审：张华珍）◆壳牌惠普联手研发的超级传感器通过测试从2010年开始，壳牌联手惠普公司研制超级传感器，希望新产品能够实现百万道数据采集。此次合作的一个关键因素是惠普公司在数字微电子机械系统（MEMS）惯性传感技术方面的领先地位，以及壳牌先进的地球物理专业知识。本刊在2010年第4期已经进行过报道。目前，新一代的传感器经过初步测试，结果表明具有良好的性能指标。超级传感器是一种非常先进的地震接收器，该接收器克服了常规电缆采集中体积和重量方面的两大挑战，具有无线、超灵敏、体积小、重量轻、能耗小的巨大优势。采用常规传感器进行万道数据采集需要布设大量电缆，勘探成本非常高，若采用这种超级传感器，可以建立百万道数据采集的观测系统，不仅能在地形恶劣、地域偏远或人口密集的地区进行布设，还可以缩短作业时间，并大大降低勘探成本。此外，该系统的另一大优势是本身具有更好的噪声特性，不仅能进行单传感器数据处理，还能够记录常规地震传感器无法记录的超低频信息。低频信号在地下传播的距离比高频波更远，也能携带高频信号所没有的关键信息，另外，精确的全波速度建模和地震数据反演模型也需要低频信号，因此，壳牌和惠普希望设计的这款超级传感器能采集1赫兹到200赫兹的信息。在美国地质调查局位于新墨西哥州的阿尔伯克基地震实验室进行了现场试验，结果表明：新一代传感器已经克服了研发过程中最重要的障碍，已达到甚至超过了预期。该仪器可以精确地测量800英里远的地震波。目前，壳牌和惠普期待建立一个可靠的百万个超级传感器观测网络，将相关地震质量控制和系统状态数据传输到指挥中心，来追踪和管理传感器勘探进度，保证系统的正常运行，并检测出干扰勘探的一些因素。超级传感器能够探测地下深部储层，包括盐岩、玄武岩等复杂地质层，以及常规地震系统无法探测到的小储层。它的成功研发与应用还将推动地震数据处理与可视化等其他技术取得创新发展。（翻译：潘炎冰编审：李晓光）◆微地震成像技术进展大幅度提高储层改造体积估算的准确性储层改造体积(SRV)的估算非常重要，可以用来评价压裂的有效性，并为接下来的裂缝分析提供参数，还可为确定的储层计算储量下降曲线。Spectraseis公司宣布他们在微地震成像方面取得了巨大的突破，这将大大提升储层改造体积估算的准确性。目前，微地震数据成像广泛采用基于射线的成像方法，在SRV估算方面有很大的不确定性。Spectraseis公司的专家认为，对地震数据最好的成像方法是进行全弹性波成像，并结合高灵敏度的地面和井间宽频装备进行数据采集。Spectraseis公司采用这种方法对微震数据进行精确成像，可以更加准确地进行储层改造体积估算，并为油藏模拟提供可靠的数据。首先，使用高灵敏度的三分量宽频接收装备进行地面和井间数据接收。Spectraseis公司的UltraSense宽频排列采用高灵敏度的井间装备，具有较强的低频响应，并能够接收到微震事件的最低临界值。最近该公司与加拿大mu-SIC微震公司合作，采用UltraSense排列获得了高品质宽频数据，与常规采集数据相比，数据质量明显提高。此外，灵活的采集设计方案也是获得高品质数据的重要因素。在野外作业之前，Spectraseis公司使用正演模拟来设计最优的采集方案，优化部署了地面、近地表和井间排列。其次，首次将弹性波动方程成像算法引入到微震数据成像中，对裂缝进行精确成像，这是Spectraseis公司在微震数据成像的一个重大突破。弹性波处理方法在地震资料处理中已经发展了10多年，因此在某种意义上这也为微地震数据成像提供了一次重要契机，也将使微震数据成像发生阶跃性的变化。基于波动方程的逆时偏移方法是当前最为先进的成像技术，采用这种方法对微震数据进行成像，可以去除射线方法需要的一些假设，减少处理过程中的一些弊端，提高了运算效率，改善了处理结果。Spectraseis公司提供的这套微震数据成像方法能够提高储层改造体积估算的准确性，并提供更可靠的裂缝描述结果。（翻译：王万里编审：李晓光）◆LWD方位伽马测井优化甜点探测多数页岩气藏的结构、成分和地质力学等方面存在各向异性，甚至在很短的垂直和水平距离上都会发生突变。为了经济有效地开发页岩气，需要改善对复杂页岩气藏的了解及提高作业效率的技术和方法。哈里伯顿和威德福公司近期推出的LWD方位伽马等随钻测井技术在识别地层甜点、地质导向以及确定压裂层段位置、降低非生产时间等方面具有非常重要的作用。图1：图1：LWD方位伽马测井仪器LWD方位伽马和井眼成像有助于确定地层倾角，探测地层界面，使井眼保持在富含气体的层位。方位伽马测井（图1）还可以测量钾、铀和钍，实时评价总有机质含量（TOC）以及泥质含量和类型。铀含量与干酪根体积、TOC和地层含气量的关系为实时地质导向提供了新的信息，并有助于评价侧钻井的生产潜力。有了这种岩石物理信息，可以将井眼导向有利位置，减少压裂层段和作业成本。声波测井可以用于实时地震时-深对比、岩石力学性质（包括泊松比和杨氏模量）分析，对于选择压裂层位优化压裂结果、压裂作业规划以及生产性能模拟非常重要。（编译：朱桂清）◆发展前景广阔的分布式声波传感技术鉴于2009年现场测试获得了良好结果，2010年7月12日，壳牌和QinetiQ公司开始了一项为期3年的合作，利用QinetiQ公司的OptaSense光纤分布式声波传感（DAS）系统优化油气田开发。DAS系统将数公里长的标准电信光纤转变为微型检波器阵列，使用相干光时域反射测定技术，即沿光纤连续发射高度相干光的短脉冲，并观测因光纤玻璃芯非均质性引起的微弱的反散射信号。声振干扰到达光缆会在微观层面上改变玻璃芯内的散射位置，导致瑞利反向散射激光信号的变化，通过读写单元分析这些变化，并沿光纤每1～10米现场测试证实，DAS系统可以应用于井下和区域监测，如：分布式流量测定、出砂检测、气体突破、人工举升优化、智能井完井监测以及近井眼监测等。井下光纤的无源特性、长期可靠性以及将光纤转变成数千个传感单元的能力，使得光纤传感技术有望成为生产井中的有效永久监测平台。DAS实现了用光纤探测、鉴别和定位井下作业的声源，有助于改善井下作业及水力压裂作业的设计与实施，从而提高油气井产能和最终采收率，并降低开发和作业成本。（翻译：冯程编审：朱桂清）专题报道◆新型钻井液技术进展复杂地层井壁稳定问题、深井高温井泥浆性能稳定问题、窄密度窗口钻进中的井漏问题、钻进中的地层保护和环保问题等是全球钻井作业者遇到的普遍难题。这些难题无不与钻井液技术密切相关，需要钻井液技术的突破发展才能有效解决。为解决这些在高温高压井（HPHT）、页岩、深水、低压层钻井中遇到的实际问题，国外研发了各种新型钻井液，在井壁稳定、防漏失、抗高温、以及环保等方面取得了进展，推动了钻井液技术的发展。近年来，我国在复杂深井钻探中频繁遇到高陡构造及逆掩推覆体地层恶性漏失、长井段低承压地层“随机性多点漏失”、窄密度窗口安全钻进、复杂地层井壁稳定等一系列问题，对国内钻井液的性能提出了更高的要求。本文选取井壁稳定、高温高压、防止漏失、页岩钻井四个热点领域，介绍国外最新推出的几项钻井液新技术，希望通过对这些新理论、新技术、新方法、新思路的介绍，为国内的钻井液研究提供借鉴。

一体化井壁稳定技术开辟稳定井壁新思路根据哈里伯顿公司的最新统计，全球每年花在井壁稳定问题上的开支不低于60亿美元。因此，确保井壁稳定是石油工业的迫切需要。井壁稳定技术是一种增大井壁强度并有效提高地层抗破裂能力的方法，能够保持井壁稳定并以较高的钻井液密度钻进时不会发生漏失。井壁稳定技术与防漏失技术类似，但也有着显著的不同。井壁稳定技术虽然关注如何避免漏失，但也非常重视通过密封和桥堵的方式避免裂缝的扩大，提高地层抗压能力。而防漏失技术仅仅定位于如何减少整个井眼中的泥浆漏失。目前使用的井壁稳定技术包括添加桥堵材料、添加降滤失剂、使用化学密封剂、加热井筒法、利用套管钻井的刮抹效应、硬质塞成形处理法和使用超低漏失泥浆七种。其中使用最为广泛是添加桥堵材料法，而硬质塞法、化学密封剂法以及使用超低漏失泥浆的方法等也得到比较多的应用。M-I公司开发的一体化井壁稳定技术（I-BOSS）是一种硬质塞法保持井壁稳定的技术。I-BOSS把产品、工程服务和固控设备相结合，是一项综合的井壁稳定技术。I-BOSS技术利用Opti应力软件包计算诱发破裂的概率分布，计算堵漏材料的配料和颗粒尺寸分布，优化有效支撑和封堵裂缝所需材料的浓度，再利用特殊设计的井壁强化材料（WSM）感应裂缝存在并形成封堵桥，从而提高井壁稳定性（WSM的工作方式如图1所示）。图图1：WSM的工作方法DeI-BOSS技术能够分析与控制井壁裂缝的产生，减少钻井液漏失，随钻稳定井壁，从而在低破裂压力梯度情况下大幅降低建井成本。特别值得一提的是，I-BOSS使用了防漏材料回收系统，明显提高了近井壁稳定处理的经济性。

新型纤维堵漏体系减少钻井非生产时间在钻井或固井作业期间的漏失容易造成泥浆循环失效、地层封隔质量差等问题，是产生非生产时间的主要原因。传统的堵漏方法是加入堵漏材料、水泥、膨胀性水泥浆、交联聚合物或硅酸盐等堵漏剂。以特种纤维材料为主的防漏体系是国内外近年来新开发的特种钻井流体，其中最具代表性的是斯伦贝谢添加LCM纤维的CemNET和LiteCRETE体系。但传统的纤维处理方法在实施桥堵之前，需要预先了解裂缝宽度，致使在预先无地质资料情况下的封堵难以进行。为此，斯伦贝谢在原有纤维堵漏材料的基础上，研发了Losseal强化复合防漏失纤维体系。该体系于2011年3月2日发布。Losseal体系是添加了纤维和固化物的特殊堵漏材料，通过纤维堆积和桥接作用在漏失层井壁上形成网状结构，利用纤维和固化物之间物理特性的协同作用堵塞裂缝。将Losseal这种可变形添加剂添加到钻井液或固井水泥中，不但可桥堵漏失，且不影响钻、固井流体的原有特性。Losseal体系形成的非渗透膜可承受泥浆密度增加及钻固井作业所增加的额外压力。由于结合了纤维与固化物的不同机械特性，且具有高固相含量，固相颗粒的尺寸可根据纤维形成的网格（而不是裂缝尺寸）进行调节，从而使Losseal体系对于裂缝的尺寸并不十分敏感。此外，Fosseal体系可以通过多数的钻具组合（如LWD、MWD等），减少了起出钻具再下入开口式钻杆的操作，使堵漏操作更高效。在墨西哥漏失严重的Costero碳酸盐岩油田，使用Losseal强化复合防漏失纤维体系，完全控制了漏失的发生，并且将泥浆密度提高到1.15克/立方厘米，使作业者在无须降低泥浆密度的情况下钻至总深。由于减少了起下钻的次数，从而减少了钻井时间、降低了钻井风险。Losseal强化复合防漏失纤维体系在漏失量大于40桶/小时的情况下仍能实现封堵，可用于封堵白云岩或碳酸盐岩的天然裂缝，还可添加在前置液中，用于修补和封堵裂缝，最终通过减少钻井和固井操作中的漏失减少非生产时间，并通过减少泥浆用量降低钻井成本。

新型抗高温高压水基钻井液满足高温钻井环保要求高温高压环境是当今钻井面临的一个重大问题，在高温高压井中，钻井液体系不仅须保持良好的高温流变性和润滑性还应满足环保要求。高温井（包括页岩油藏）通常对环境较敏感，一般使用水基钻井液。但普通水基泥浆往往会发生增稠或胶凝，导致钻井液流变性失控，严重影响深井钻井的安全与效率。2011年3月，M-ISWACO公司宣布推出一种新型环境友好的抗高温水基钻井液体系—EnviroThermNT，可用于页岩和敏感环境钻井，在含有可溶性钙、盐和酸气的地层中也能保持稳定。该钻井液体系最高可承受232摄氏度的井底温度，密度可达2.3克/立方厘米，并已通过350摄氏度环境下的油田现场测试，不仅在钻井过程中，在起下钻、测井和测试过程中仍能保持流变性能稳定。该钻井液体系具有稳定的流变性得益于添加的低反应活性固相和热稳定无铬添加剂。低反应活性固相可降低温度升高对钻井液密度的影响。抗高温聚合材料替代膨润土，起到稳定钻井液粘度和胶凝强度的作用。从而减少了由于粘土在高温下的絮凝反应造成的化学污染。EnviroThermNT包含六种主要组成成分，分别是：（1）CALOVISFL：一种特殊配方的合成聚合物，用作水基泥浆中的降滤失剂和二次增粘剂，在高于232摄氏度的高温下具有很好的控制滤失能力和流变稳定性。（2）CALOVISHT：一种含有防漏添加剂和增粘剂的合成聚合物，在高于260摄氏度的高温下具有良好的控制滤失能力。（3）CALOTHIN：是一种阴离子丙烯酸共聚物添加剂，用于控制高温高压水基钻井液的流变性。除了稀释作用外，该添加剂还能减少钻井液滤失。但温度超过232摄氏度后，影响其细菌降解作用。（4）CALOSPERSE：一种独特的聚合-有机共聚物、无铬稀释剂，可增加水基泥浆的流变控制能力。在高温下可起到降粘作用，并保持胶结强度，同时还能降滤失。由于pH值较低，每1磅/桶的CALOSPERSE中仅需添加±0.1磅EnviroThermNT具有消除非生产时间、最大化机械钻速、环境友好、减少胶凝作用、配置简单省时、适用范围广、经济性高、废弃物少等优点。在匈牙利某致密气藏的一口高温高压勘探井中，存在酸性气体（CO2、H2S）多、岩屑难以处理、使用油基钻井液环境伤害大等问题，使用EnviroThermNT钻井液体系后，在如此恶劣的环境下保持了流变性能的稳定，很好地控制住了高温高压下的钻井液滤失，降低了钻井液的当量循环密度，最终安全钻至总深。

新型抑制性水基钻井液体系在页岩钻井中大显身手页岩易水化膨胀、剥落掉块，尤其采用水平井进行开发，极易引起井壁失稳坍塌，造成卡钻。油基钻井液孔隙小，受到毛管压力的阻止，油分子很难进入页岩的有机质和无机质空隙中，可对页岩起到支撑作用。但油基钻井液成本高，环保性不佳，为此，M-ISWACO公司开发了新型抑制性水基钻井液体系—KLA-SHIELD，通过使用合成聚合物，提供与油基类似的特性（如润滑性和页岩耐受性）。KLA-SHIELD钻井液体系是具有聚合胺添加剂的抑制性水泥钻井液体系。配方中的聚合胺不但具有抑制页岩的特性，而且可以增强FLO-VIS黄原胶、Duo-VIS生物聚合物和PAC变性淀粉的热稳定性。KLA-SHIELD聚合胺抑制剂的添加剂成分包括KLA-GARD页岩抑制剂、KLA-GARDB页岩稳定剂、抑制粘土地层分散与膨胀的水溶性添加剂KLA-CURE、液态聚合胺页岩抑制剂KLA-STOP以及KLA-GARDDRY等，可根据所钻遇地层的情况确定相应的抑制等级，环保性能高。KLA-SHIELD钻井液体系的设计主要针对活化页岩、大井径井以及大位移井，使钻进中井壁保持稳定，并有效清洁井壁，减少钻井时间，从而降低钻井成本。此外，由于该系统要求稀释度低、产生的废弃物少、还可以循环使用，因此有效地减少了钻井废弃物处理的程序与成本。该钻井液体系可以针对用户的需求不添加盐类成分，以抑制页岩的水敏性。还可以用于海洋钻井，其毒性低、生物降解度高。在玻利维亚Willamontes油田的一次应用中，作业公司使用KLA-SHIELD钻井液体系，在卡钻、井壁稳定性问题常发的层段中，8.5英寸井段钻进9350英尺，使用了最少的处理剂获得了最佳的效果，返出岩屑颗粒整体性也很好。通过使用KLA-SHIELD钻井液避免了在该油田钻井中频繁遇到的井壁稳定性等挑战，为作业公司节省了时间与成本。此外，KLA-SHIELD钻井液在厄瓜多尔、哥伦比亚、印度尼西亚、阿拉斯加、加利福尼亚以及沙特阿拉伯应用，也取得良好效果。（编译：郭晓霞）行业视点◆美国评估老油田提高原油采收率潜力随着常规原油产量的下降，需要通过其他途径获得原油以满足能源需求。在高油价支持下，一种选择就是在现有的油井中运用提高采收率技术（EOR）或者先进的二次采油技术。但是，美国本土原油地质储量巨大，有多少原油可以利用现有的技术开采出来呢？需要对其EOR潜力进行评估。美国本土大约有1.3万个活跃的油藏和油田，其中多达2000个油藏适用于EOR技术，EOR技术的技术可采储量多达400亿桶。在大规模采用EOR技术所需的各种资源满足的情况下，当原油价格从50美元/桶上升到125美元/桶时，经济可采储量由10亿桶增加到260亿桶。受原油价格和选用技术的影响，有19%~97%的技术可采储量是经济可采的。目前美国EOR产油量在总产量中占据了相当大的比例。据《油气杂志》2010年报道，美国193个EOR项目的日产油量为66万桶，其中大部分是采用CO2混相驱和热力采油生产的。采用这两项技术的项目占EOR项目总数的80%，产量占总产量的82%。一、美国采用的主要EOR技术目前，在美国前景良好的EOR技术可归为三大类：（1）化学驱，包括：聚合物驱、胶束聚合物驱（MCP）、碱-表面活性剂-聚合物三元复合驱（ASP）等；（2）混相驱，包括：CO2强化采油技术等；（3）热力驱，包括：蒸汽驱、火烧油层等。（1）化学驱通过在水中添加化学剂来改变流体的性质或表面状况，使之有利于产出原油。在聚合物驱中，将化学剂添加到注入水中，降低了注入流体与地下流体的流度比。聚合物溶液改变了油水的相对流度，并提高了波及系数。在胶束聚合物驱中，聚合物溶液注入地下，将油从储层岩石的孔隙中清洗下来，随后被注入水带走。为了进一步提高产量，